轻型门式刚架结构26235ppt课件
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轻型门式钢架结构教学PPT钢结构设计
2） 隅撑计算
按轴心受压构件设计 隅撑轴向压力：
N Af
fy
60 cos 235
A——实腹斜梁被支撑翼缘的截面面积
θ——隅撑与檩条轴线的夹角 注：成对布置，隅撑计算轴压力取半。
刚架节点设计
1.斜梁与柱的连接及斜梁拼接
高强螺栓－端板连接
端板竖放
端板斜放
端板平放 斜梁拼接
刚架梁、柱连接及梁拼接
（1）翼缘与端板连接
可由P19公式计算：
一阶分析时的柱顶位移
（3）二阶分析法
1 0.375 0.08 2(1 0.0775)
d1 d0 1 —构件的楔率； 0.268 h d0 及6.0
d 0 d1 —柱小头和大头的截面高度
变截面构件的楔率
2.刚架平面外 分段按公式计算： N0 t M1 f y Ae0 bWe1
（4）多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定；
（5）当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时 考虑。
由于单层门式刚架轻型房屋钢结构的自重较 小，设计经验表明，当抗震设防烈度为7 度时， 一般不需做抗震验算；当为8 度及以上时，横 向刚架和纵向框架均需做抗震验算。当设有多 于一层并与门式刚架相连接的附属建筑时，应 进行抗震验算。
在进行刚架内力分析时，荷载效应组合主要有：
（1）1.2×永久荷载＋0.9×1.4[积灰荷载＋max{屋面均布活 荷载、雪荷载}]＋ 0.9×1.4（风荷载＋吊车竖向及水平荷载）
（2）1.0×永久荷载＋1.4×风荷载
1.3.2 内力和侧移计算
内力计算
（1）计算方法 变截面刚架：弹性分析方法，有限元法 等截面刚架：允许采用塑性分析方法
（1）在剪力V和弯矩M共同作用下
轻型门式刚架结构ppt演示
加工成型
对钢材进行弯曲、成型等加工，确保尺寸准确、 表面光滑。
焊接
按照焊接工艺要求进行焊接，确保焊缝质量符合要 求。
防腐处理
对加工完成的构件进行除锈、涂装等防腐处理。
运输
将加工完成的构件按照要求进行包装和固定，并运输到 施工现场。
安装工艺与质量控制
安装准备
01 熟悉图纸和安装工艺，检查构
件质量和数量，确定安装基准 线和标高等。
06 门式刚架结构发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度钢材
随着高强度钢材的研发和应用，门式刚架结构能够实现更大的跨度和更轻的自 重，提高了结构的承载能力和稳定性。
新型防腐材料
新型防腐材料如氟碳漆、热镀锌等，能够提高门式刚架结构的耐久性和防腐性 能，延长结构的使用寿命。
智能化施工与管理
BIM技术的应用
04 门式刚架结构施工与安装
施工流程
施工准备
基础施工
包括现场勘查、设计交底、施工组织设计 、人员培训等。
根据设计要求进行基础开挖、垫层铺设、 钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等。
构件加工与运输
安装工艺与质量控制
按照设计图纸对钢构件进行加工、焊接、 防腐处理，然后运输到施工现场。
进行钢柱、钢梁的安装，连接件的安装， 防腐、防火涂装的施工等，并按照相关规 范进行质量检测和控制。
包括人员、设备、物料 等的重量，以及风、雪、 地震等自然力作用下的
动态荷载。
风载
根据当地气象条件和建 筑物高度等因素确定的
风荷载。
地震作用
根据地震烈度和场地地 质条件等因素确定的地
震作用。
结构选型与布置
根据工程需求和场地条件，选择合适的跨度、高度和柱距等参数，以满足 使用功能和工艺要求。
对钢材进行弯曲、成型等加工，确保尺寸准确、 表面光滑。
焊接
按照焊接工艺要求进行焊接，确保焊缝质量符合要 求。
防腐处理
对加工完成的构件进行除锈、涂装等防腐处理。
运输
将加工完成的构件按照要求进行包装和固定，并运输到 施工现场。
安装工艺与质量控制
安装准备
01 熟悉图纸和安装工艺，检查构
件质量和数量，确定安装基准 线和标高等。
06 门式刚架结构发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度钢材
随着高强度钢材的研发和应用，门式刚架结构能够实现更大的跨度和更轻的自 重，提高了结构的承载能力和稳定性。
新型防腐材料
新型防腐材料如氟碳漆、热镀锌等，能够提高门式刚架结构的耐久性和防腐性 能，延长结构的使用寿命。
智能化施工与管理
BIM技术的应用
04 门式刚架结构施工与安装
施工流程
施工准备
基础施工
包括现场勘查、设计交底、施工组织设计 、人员培训等。
根据设计要求进行基础开挖、垫层铺设、 钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等。
构件加工与运输
安装工艺与质量控制
按照设计图纸对钢构件进行加工、焊接、 防腐处理，然后运输到施工现场。
进行钢柱、钢梁的安装，连接件的安装， 防腐、防火涂装的施工等，并按照相关规 范进行质量检测和控制。
包括人员、设备、物料 等的重量，以及风、雪、 地震等自然力作用下的
动态荷载。
风载
根据当地气象条件和建 筑物高度等因素确定的
风荷载。
地震作用
根据地震烈度和场地地 质条件等因素确定的地
震作用。
结构选型与布置
根据工程需求和场地条件，选择合适的跨度、高度和柱距等参数，以满足 使用功能和工艺要求。
《轻型门式钢架设计》课件
避免超载
在使用过程中，应避免超载，以免对钢架造成损坏。
常见问题及处理方法
结构变形
如发现结构变形，应及时进行校正或更换部件。
连接松动
定期检查连接部位，如发现松动应及时紧固。
锈蚀
如发现锈蚀，应立即进行清理和防锈处理。
保养与维修建议
制定维护计划
建立定期维护计划，并严格执行。
专业维修
对于较严重的损坏或问题，应请专业人员进行维修。
稳定性分析
进行稳定性分析，确保轻型门式钢架在各种工况下均能保持稳定 ，不发生失稳或屈曲。
疲劳强度分析
根据预期的循环载荷，进行疲劳强度分析，评估轻型门式钢架的 疲劳寿命。
施工图设计
细化设计
根据计算分析结果，对轻型门式钢架的各个 构件进行详细的结构设计，确定其截面尺寸 、连接方式等。
绘制施工图
根据细化的结构设计，绘制详细的施工图纸，包括 各个构件的详图、节点连接方式等。
更新部件
对于损坏或老化的部件，应及时进行更换。
连接方式优化
选择合适的连接方式，如焊接、螺栓连接等，以 确保结构的整体性和稳定性，同时满足施工工艺 的要求。
节能减排设计
绿色建材选择
优先选择可再生、可循环利用的环保建材，如H型钢 、高强度螺栓等，以减少对环境的污染。
节能措施
采用节能设计，如双层玻璃、保温材料等，以提高建 筑的保温隔热性能，降低能耗。
连接方式
了解轻型门式钢架常用的连接方 式，如焊接、螺栓连接等，掌握 各种连接方式的适用范围和设计 要点。
节点设计
了解节点设计的原则和方法，能 够根据实际情况进行节点设计， 确保结构的稳定性和安全性。
03 轻型门式钢架设计流程
方案设计
轻型门式刚架钢结构设计精品PPT课件
两种形式螺栓在受拉时没有区别。
高强度螺栓和普通螺栓连接受力的主要区别是：普通螺栓连接的螺母拧 紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。而高强度螺栓时 靠拧紧螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，此预拉力将被连接的构件 夹紧。靠构件夹紧而由接触面间的摩阻力来承受连接内力是高强度螺栓连接29 受力的特点。
2.受弯构件 计算内容:强度、整体稳定、局部稳定、刚度
强度：
19
整体稳定：
20
局部稳定：
腹板：通过加劲肋保证局部稳定
翼缘：通过限制翼缘宽厚比防止局部失稳
21
强度：
拉弯或压弯构件
稳定性：
刚度：
主要由梁的挠度和柱的侧移控制
22
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、 螺栓连接和铆钉连接三种。
优点：施工工艺简单、安装方便，特别适用于工地安装连接，也便于拆
卸，适用于需要装拆结构和临时性连接。
缺点：需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量，且对制造的
精度要求较高；螺栓孔还使构件截面削弱，且被连接件常需相互搭接或增设 辅助连接板（或角钢），因而构造较繁且多费钢材。
27
普通螺栓连接的构造 普通螺栓的形式和规格
13
钢结构构件设计计算（强度、刚度、稳定性）
1.轴心受力构件 承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定（型钢不必验算）
正常使用极限状态：刚度（对于轴心受力构件，主要由长细比控制）
14
轴心受力构件的强度及整体稳定:
15
《钢规》：
轴心受力构件的刚 度:
16
《门规》：
17
受压构件的局部稳定:
18
28
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高强度螺栓和普通螺栓连接受力的主要区别是：普通螺栓连接的螺母拧 紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。而高强度螺栓时 靠拧紧螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，此预拉力将被连接的构件 夹紧。靠构件夹紧而由接触面间的摩阻力来承受连接内力是高强度螺栓连接29 受力的特点。
2.受弯构件 计算内容:强度、整体稳定、局部稳定、刚度
强度：
19
整体稳定：
20
局部稳定：
腹板：通过加劲肋保证局部稳定
翼缘：通过限制翼缘宽厚比防止局部失稳
21
强度：
拉弯或压弯构件
稳定性：
刚度：
主要由梁的挠度和柱的侧移控制
22
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、 螺栓连接和铆钉连接三种。
优点：施工工艺简单、安装方便，特别适用于工地安装连接，也便于拆
卸，适用于需要装拆结构和临时性连接。
缺点：需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量，且对制造的
精度要求较高；螺栓孔还使构件截面削弱，且被连接件常需相互搭接或增设 辅助连接板（或角钢），因而构造较繁且多费钢材。
27
普通螺栓连接的构造 普通螺栓的形式和规格
13
钢结构构件设计计算（强度、刚度、稳定性）
1.轴心受力构件 承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定（型钢不必验算）
正常使用极限状态：刚度（对于轴心受力构件，主要由长细比控制）
14
轴心受力构件的强度及整体稳定:
15
《钢规》：
轴心受力构件的刚 度:
16
《门规》：
17
受压构件的局部稳定:
18
28
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
轻型门式刚架钢结构课件
适用性
满足结构的功能要求，保证结 构的正常使用。
耐久性
考虑结构的使用寿命，确保结 构在使用期内具有足够的耐久
性能。
结构体系的分类与特点
纯门式刚架结构体系
01
由门式刚架和支撑系统组成，具有受力明确、结构简单、施工
方便等优点。
框架-支撑结构体系
02
在门式刚架的基础上增设支撑系统，以提高结构的整体稳定性
防腐材料特性
这些防腐材料能够有效防止钢材腐蚀，延长 结构的使用寿命。
防火材料特性
这些防火材料能够提高结构的耐火极限，减 少火灾对结构的影响。
03 轻型门式刚架钢结构的结 构设计
结构设计的基本原则
安全性
确保结构在正常和异常使用情 况下均能保持稳定，不发生失 稳、倒塌或产生危及安全的变
形。
经济性
在满足安全性和使用要求的前 提下，力求做到经济合理，降 低工程成本。
解决节点设计中存在的难点问题，如连接方式的选择、焊接工艺的确 定等，以确保节点构造的安全性和可靠性。
04 轻型门式刚架钢结构的制 作与安装
制作流程与工艺要求
设计阶段
根据项目需求和规范进行结构设计，确定梁、柱、支撑等构件的尺寸和材料。
下料切割
按照设计图纸，使用切割机对钢材进行切割。
制作流程与工艺要求
质量检测与验收标准
验收标准
1
2
钢结构制作和安装应符合设计图纸和技术要求。
3
尺寸精度、平整度和焊接质量应符合相关规范和 标准。
质量检测与验收标准
防腐涂装应均匀、完整，涂层厚度和附着力应符合相关规范和标准。 安装完成的钢结构应牢固、稳定，满足安全使用要求。
05 轻型门式刚架钢结构的维 护与加固
门式刚架轻型钢结构ppt课件
.
5
1.概述
• 门式刚架结构的特点 优点
– 质量轻，用钢量省： 荷载轻/材料承载力高/变形能力强/变截 面构件/独特的支撑体系/利用薄壁构件 屈曲后强度
– 结构布置灵活：不受模数限制
– 工业化程度高，施工周期短：全钢结构
– 综合经济效益好；
.
6
1.概述
• 门式钢架结构的特点 缺点
– 结构整体刚度小： 整体工作前应防止构件变形
– 目前两种风荷载体型系数共存： 建筑结构荷载规范/ 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 美国金属房屋制造商协会 《低层房屋体系手册》
.
20
2.基本设计规定
• 荷载及荷载组合 关于风荷载体型系数
《全国民用建筑工程设计技术措施2003(结构)》 第18．1．6条规定：跨高比L／h小于等于4 的门式刚架应按“规范”(GB 50009—2001) 计算风荷载标准值及体型系数，跨高比大于 4时宜按“规程”(CECS 102：2002)取用。
• 体系构成及适用范围 传力途径
–竖向荷载 –横向水平荷载 –纵向水平荷载
*门式刚架是平面结构体系
.
4
1.概述
• 体系构成及适用范围 适用范围
主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、 具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或 有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式 吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构。
.
29
3.结构体系及布置
• 结构体系 支撑系统
屋面水平支撑： –柔性支撑：Φ20圆钢/交叉支撑/张紧装置 –30~60度/约45度
刚性系杆： –柱顶及刚架转折处 –可由檩条/墙梁兼作
.
30
3.结构体系及布置
• 结构体系 屋面墙面系统
第三章-轻型门式刚架PPT课件
屋或公共建筑（超市、娱乐体育设施、车站候
车室、码头建筑）。设置桥式吊车时，宜为起 重量不大于20t的中、轻级工作制(Al～A5)的吊 车；设置悬挂吊车时，其起重量不宜大于3t。
16
• 特点 （自学) • 应用情况（略）
17
3.4.2 结构形式和结构布置
• 1 结构形式
• 单层刚架结构：分为为单跨、双跨或多跨的单、双坡 门式刚架。根据需要，可带挑檐或毗屋，如图3.43所 示。根据通风、采光的需要，这种刚架厂房可设置通 风口、采光带和天窗架等。中柱可采用摇摆柱。
• 7）为使支撑做得轻便，可采用张紧的圆钢； • 8) 屋面坡度：1/10~1/20
21
• 3. 结构平面布置
• （1）温度区段长度
•
一般门式刚架轻型房屋钢结构的纵向温度区
段长度不大于300m，横向温度区段长度不大于
150m。
• 当需要设置伸缩缝时，可在搭接檩条的螺栓 连接处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允 许胀缩；或者设置双柱。吊车梁与柱的连接处也 沿纵向采用长圆孔。
• ⑥端部横向水平支撑宜设在温度区段端部 的第一个或第二个开间。当设置在第二个开间 时，在第一开间的相应位置宜设置刚性系杆。 刚架转折处（如柱顶和屋脊）宜设置通长的刚 性系杆。
26
• ⑦ 门式刚架结构的支撑，宜采用张紧的十字交叉 圆钢组成。圆钢与构件的夹角应在30°～60°范围内。 圆钢端部都应由丝扣，校正定位后将拉条张紧固定。
•
hi ——所计算跨两柱的平均高度；
•
li ——与所计算柱相连接的单跨刚架梁的长度；
•
I ei ——两柱惯性矩不相同时的等效惯性矩；
• I l 、I r ——分别为左、右两柱的惯性矩(图3.48)。
轻型门式刚架课件
现场安装与校正
安装准备
对施工现场进行清理和平整，确保安装条件 良好。
安装顺序
按照规定的安装顺序进行构件的组装和连接 。
校正与固定
对安装完成的构件进行校正，确保满足设计 要求，并进行必要的固定措施。
验收与交付
完成安装后进行验收，并交付给业主或使用 单位。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
轻型门式刚架的结构设 计
结构设计原则
安全可靠
确保结构在各种可能出现的荷 载作用下都能保持安全稳定。
经济合理
在满足安全性和使用功能的前 提下，力求结构造价的经济合 理。
施工方便
结构设计应便于施工，降低施 工难度和成本。
耐久适用
考虑结构的耐久性，确保结构 在使用年限内能够保持良好性
轻型门式刚架的发展历程
起源
轻型门式刚架起源于20世纪初，随着工业技术的不断发展，其结构形式和应用 范围逐渐得到拓展。
发展历程
在20世纪中叶，随着钢结构材料和技术的进步，轻型门式刚架逐渐成为工业建 筑的主要结构形式之一。近年来，随着环保意识的提高和新型材料的出现，轻 型门式刚架在设计和应用方面不断创新和完善。
组装与拼接
将切割和加工好的钢材按 照设计图纸进行组装和拼 接，确保结构的整体性和 稳定性。
质量控制
材料检验
对进场的钢材和其他材料进行质 量检验，确保符合设计要求和相
关标准。
焊接检验
对焊接部位进行无损检测，如X射 线检测、超声波检测等，确保焊接 质量。
尺寸检验
第1章轻型门式刚架结构PPT课件
max{屋 面 均 布 活 荷 载 、 雪 荷 载 }] +0.91.4(风 荷 载 +吊 车 竖 向 及 水 平 荷 载 ）
2） 1 .0 永 久 荷 载 1 .4 风 荷 载
-
12
1.3.2 刚架的内力和侧移计算
1.3.2.1 内力计算 变截面门式刚架应采用弹性分析方法确定各种内力。 采用有限元法（直接刚度法）编程计算，采用一 般结构力学方法（力法、位移法、弯矩分配法等） 或利用静力计算的公式、图表进行手算。 控制截面：柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、 梁跨中等截面。
-
8
1.2.2.3支撑和刚性系杆的布置 支撑和刚性系杆的布置应满足的规定 支撑宜用十字交叉圆钢，圆钢与相连构件的夹角 宜接近45°，不超出30°－60°。 圆钢应用特制的连接件与梁、柱腹板连接，校正 定位后张紧固定。 房屋内设有不小于5t的吊车时，柱间支撑宜用型 钢支撑。当房屋中不允许设置柱间支撑时，应设 置纵向框架。
-
16
1.3.3 刚架柱和梁的设计
1.3.3.1 梁、柱板件的宽厚比限值和腹板 屈曲后强度利用
（1）梁、柱板件的宽厚比限值 工字形截面构件受压翼缘板
b1 t
15
235 fy
工字形截面梁、柱构件腹板
hwtw 250
235 fy
-
17
（2）腹板屈曲后强度利用 当腹板高度变化不超过60mm/m时，抗剪承
N3 Nth3/h1
两个螺栓可承受弯矩
M2Nth32 /h1
-
31
节点上的剪力由上边两排抗拉螺栓以外的螺 栓承受，第三排螺栓拉力未用足，可以和下面两 排（或两排以上）螺栓共同抗剪。
螺栓排列应符合构造要求，间距应满足施工 的净空要求，通常不小于35mm，螺栓端距不应 小于2倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离位3 倍螺栓直径，最大距离不应超过400mm。
2） 1 .0 永 久 荷 载 1 .4 风 荷 载
-
12
1.3.2 刚架的内力和侧移计算
1.3.2.1 内力计算 变截面门式刚架应采用弹性分析方法确定各种内力。 采用有限元法（直接刚度法）编程计算，采用一 般结构力学方法（力法、位移法、弯矩分配法等） 或利用静力计算的公式、图表进行手算。 控制截面：柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、 梁跨中等截面。
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1.2.2.3支撑和刚性系杆的布置 支撑和刚性系杆的布置应满足的规定 支撑宜用十字交叉圆钢，圆钢与相连构件的夹角 宜接近45°，不超出30°－60°。 圆钢应用特制的连接件与梁、柱腹板连接，校正 定位后张紧固定。 房屋内设有不小于5t的吊车时，柱间支撑宜用型 钢支撑。当房屋中不允许设置柱间支撑时，应设 置纵向框架。
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1.3.3 刚架柱和梁的设计
1.3.3.1 梁、柱板件的宽厚比限值和腹板 屈曲后强度利用
（1）梁、柱板件的宽厚比限值 工字形截面构件受压翼缘板
b1 t
15
235 fy
工字形截面梁、柱构件腹板
hwtw 250
235 fy
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（2）腹板屈曲后强度利用 当腹板高度变化不超过60mm/m时，抗剪承
N3 Nth3/h1
两个螺栓可承受弯矩
M2Nth32 /h1
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31
节点上的剪力由上边两排抗拉螺栓以外的螺 栓承受，第三排螺栓拉力未用足，可以和下面两 排（或两排以上）螺栓共同抗剪。
螺栓排列应符合构造要求，间距应满足施工 的净空要求，通常不小于35mm，螺栓端距不应 小于2倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离位3 倍螺栓直径，最大距离不应超过400mm。
轻型门式刚架结构PPT课件
➢ 两铰刚架：柱脚与基础铰接，结构内力大于无铰刚 架。但基础不承受弯矩，设计、施工简单。但柱脚 不均匀沉降会产生附加内力。
➢ 三铰刚架：柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构。 刚度较差，结构内力大。变形及不均匀沉降均不会 产生附加内力。适用于小跨度和基础性能较差的工 程建筑。
无铰刚架是超静定结构。结构刚度较大，但地基有 不均匀沉降时，特使结构产生附加内力。三铰刚架是 静定结构，地基有不均匀沉降时，对结构不会引起附 加内力，但跨度大时，半榀三铰刚架的悬臂吊装内力 也不少，而且三铰刚架的刚度也较差，故三铰刚架一 般多用于小跨度(12米)和地基较差的情况。
3 .支撑和刚性系杆的布置原则： ① 在每个温度区段或分期建设的区段中，应
分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑 体系。 ② 在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖 横向支撑，以构成几何不变体系。 ③ 屋面端部支撑宜设在温度区段端部的第一 或第二个开间。
④ 柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情 况和安装条件确定。
1.5、变截面刚架与等截面刚架的对比:
➢ 柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图 形附合较好，受力合理、节省材料。
➢ 变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等 截面方便。
1.6、柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
变截面梁
刚接柱脚详图
刚接柱脚门式刚架
铰接柱脚详图
变截面梁、柱
铰接柱脚门式刚架
2.檩条和墙梁的布置 檩条：一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊
两侧各布置一道，在天沟附近布置一道 。
屋面檩条布置实例
墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、 遮雨篷等构件和围护材料的要求。
门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采用 压型钢板作围护面层时，墙梁宜布置在刚架 的外侧，其间距随墙板板型及规格而定。
➢ 三铰刚架：柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构。 刚度较差，结构内力大。变形及不均匀沉降均不会 产生附加内力。适用于小跨度和基础性能较差的工 程建筑。
无铰刚架是超静定结构。结构刚度较大，但地基有 不均匀沉降时，特使结构产生附加内力。三铰刚架是 静定结构，地基有不均匀沉降时，对结构不会引起附 加内力，但跨度大时，半榀三铰刚架的悬臂吊装内力 也不少，而且三铰刚架的刚度也较差，故三铰刚架一 般多用于小跨度(12米)和地基较差的情况。
3 .支撑和刚性系杆的布置原则： ① 在每个温度区段或分期建设的区段中，应
分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑 体系。 ② 在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖 横向支撑，以构成几何不变体系。 ③ 屋面端部支撑宜设在温度区段端部的第一 或第二个开间。
④ 柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情 况和安装条件确定。
1.5、变截面刚架与等截面刚架的对比:
➢ 柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图 形附合较好，受力合理、节省材料。
➢ 变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等 截面方便。
1.6、柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
变截面梁
刚接柱脚详图
刚接柱脚门式刚架
铰接柱脚详图
变截面梁、柱
铰接柱脚门式刚架
2.檩条和墙梁的布置 檩条：一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊
两侧各布置一道，在天沟附近布置一道 。
屋面檩条布置实例
墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、 遮雨篷等构件和围护材料的要求。
门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采用 压型钢板作围护面层时，墙梁宜布置在刚架 的外侧，其间距随墙板板型及规格而定。
门式刚架轻型钢结构.pptx
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3.结构体系及布置
• 结构布 置–门式刚架的间距
•柱网轴线纵向距离，6/7.5/9/12米 –温度区段长度
•伸缩缝间距离，纵向300米/横向150米 •伸缩缝做法：
檩条(吊车梁等)连接螺栓用长圆孔 设置双柱
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3.结构体系及布置
• 结构布 –置支撑布置
•每个温度区段应设置独立、稳定支撑系统； •屋面水平支撑及柱间支撑位于同一柱间； •支撑间距30~45米； • 间距应根据纵向柱距/纵向受力/安装条件 确定；
•
综合经济效益好； 第5页/共151页
1.概述
• 门式钢架结构的特 缺点 •点 结构整体刚度小：
整体工作前应防止构件变形 • 杆件壁薄，锈蚀及局部变形影响大； • 制作、运输及安装要求高；
第6页/共151页
• 应用和发 应用 •展 单层工业厂房
• 超市 • 仓库等
• 跨度9m ~ 36m
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• 结构自重；屋面；吊挂荷载等 • 屋面活荷：
• 标准值 0.5kN/m2; (A>60 m2时，0.3 kN/m2);
• 施工或检修集中荷载：
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2.基本设计规定
• 荷载及荷载组 •合雪荷载
• 设置女儿墙时，应考虑女儿墙内侧积雪 • 积灰荷载
• 与屋面活荷、雪荷载较大者同时考虑 • 吊车荷载
• 屈曲后强 度• 板件在剪应力作用下的屈曲系数
a / hw 1 k 4 5.34 /(a / hw )2 a / hw 1 k 5.34 4 /(a / hw )2
a – 横向加劲肋间距；无加劲肋时
k 5.34
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轻型门式刚架的形式-完整版PPT课件
钢结构设计基础
轻型门式刚架的形式
按跨度：单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的形式 按屋面坡脊数：单脊单坡、单脊双坡和多脊多坡
图1 门式刚架结构形式
a)单跨单坡、b)单跨双坡、c)多跨双坡（中间摇摆柱）、d)多跨双坡（梁柱钢结） e) 四坡双跨、f)高低跨、g)双坡双跨、h)单跨双坡带挑檐、i)双跨单坡（毗屋）
轻型门式刚架的形式
轻型门式刚架的选型要求：
单脊双坡多跨刚架： ✓无桥式吊车：中柱多为摇摆柱 ✓有桥式吊车：中柱宜两端刚接
截面形式： ✓无桥式吊车：梁、柱可采用变截面或等截面的实腹焊接工字形截面或轧制H形截面 ✓有桥式吊车：柱宜采用等截面形式
柱脚形式： ✓无桥式吊车：多按铰接支承设计，通常为平板支座 ✓有桥式吊车：刚接
坡度：1/20~1/8 运输单元：
✓柱子单独一个，梁可为多个重量不大于3吨 ✓桥式吊车：不大于20吨，轻、中级工作制
谢谢观看
轻型门式刚架的形式
按跨度：单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的形式 按屋面坡脊数：单脊单坡、单脊双坡和多脊多坡
图1 门式刚架结构形式
a)单跨单坡、b)单跨双坡、c)多跨双坡（中间摇摆柱）、d)多跨双坡（梁柱钢结） e) 四坡双跨、f)高低跨、g)双坡双跨、h)单跨双坡带挑檐、i)双跨单坡（毗屋）
轻型门式刚架的形式
轻型门式刚架的选型要求：
单脊双坡多跨刚架： ✓无桥式吊车：中柱多为摇摆柱 ✓有桥式吊车：中柱宜两端刚接
截面形式： ✓无桥式吊车：梁、柱可采用变截面或等截面的实腹焊接工字形截面或轧制H形截面 ✓有桥式吊车：柱宜采用等截面形式
柱脚形式： ✓无桥式吊车：多按铰接支承设计，通常为平板支座 ✓有桥式吊车：刚接
坡度：1/20~1/8 运输单元：
✓柱子单独一个，梁可为多个重量不大于3吨 ✓桥式吊车：不大于20吨，轻、中级工作制
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第1章 轻型门式刚架结构
1.1 概述 1.2 结构形式和布置 1.3 刚架设计 1.4 压型钢板设计 1.5 檁条设计 1.6 墙梁设计 1.7 支撑及构造设计
1.1 概述
轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有 以下技术特征： 1.结构构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用 建筑空间，降低房屋的高度，建筑造型美观。 2.门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以 组装，为制作、运输、安装提供了有利条件。 3.屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/51/10，是一种经济可靠的结构形式。
值同时考虑；
▪ 施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以
外的其他荷载同时考虑；
▪ 多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定； ▪ 当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同
墙梁布置实例
.
3.屋面支撑和刚性系杆的布置原则：
▪ 在每个温度区段或分期建设的区段中，应分
别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
▪ 在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横
向支撑，以构成几何不变体系。
▪ 端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二
个开间。
.
4.柱间支撑的布置原则：
▪ 柱间支撑的间距应根据
吊车梁
天窗架
山墙抗风柱
正在建设的门式刚架工程实例
轻钢结构工业厂房
工程实例二： 青岛永源体育用品有限公司加工车间，是由韩
国投资建设的2万平方米轻钢结构多层工业厂房。
主体结构采用轻钢结构框架体系。楼面板采用 钢－混凝土组合楼板。
屋面板采用压型钢板，波浪造型的轻钢结构屋 面梁轻盈、活泼，克服了工业建筑造型单一、立 面造型呆板的缺点。
5.变截面刚架与等截面刚架的对比:
▪ 柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图
形附合较好，受力合理、节省材料。
▪ 变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等
截面方便。 6.柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
刚接柱脚详图
变截面梁
刚接柱脚门式刚架
铰接柱脚详图
变截面梁、柱
铰接柱脚门式刚架
刚接柱脚工程实例
加劲板 地脚螺栓
等截面 刚架柱变截面 刚架梁来自1.2 结构形式和结构布置
1.2.1 门式刚架的各种结构形式 门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式
按跨度可分为单跨、双跨和多跨。按屋面坡脊 数可分为单坡、双坡、多坡屋面。
结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位 及建筑尺寸等因素
.
单跨单坡 摇摆柱 多跨（中间摇摆柱）
四坡双跨
单跨双坡 多跨（梁柱刚结）
高底跨
双坡双跨
门式刚架的各种结构形式
.
摇摆柱梁柱节点 铰接连接
梁柱节点 刚性连接
.
1.2.2 门式刚架的结构布置
1.刚架的建筑尺寸和布置 跨度：一般为9-24m 高度：取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取 4.5-9m 柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求 等因素，宜取6m、7.5m、或9m 挑檐长度：根据使用要求确定，宜为0.5—1.2m 温度分区 ：纵向温度区段<300m 横向温度区段<150m
.
2.檩条和墙梁的布置 檩条：应等间距布置。在屋脊处，应沿 屋脊两侧各布置一道檩条，使得屋面板 的外伸宽度不要太长(一般小于<200mm)， 在天沟附近应布置一道檩条，以便于天 沟的固定。确定檩条间距时，应综合考 虑屋面材料、檩条规格等因素按计算确 定。
屋面檁条布置 实例
.
屋面檁条布置实例
.
墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、 遮雨篷等构件和围护材料的要求。
4.轻型门式刚架的适用范围及截面形式： (1).屋面荷载较小，横向跨度为9～24m，柱高为
4.5～9m， (2).没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。 (3).当厂房横向跨度不超过15m，柱高不超过6m时，
屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横向 跨度大于15m，柱高超过6m时，宜采用变截面刚 架形式。
房屋纵向受力情况及安 装条件确定，一般取 45~60m；
▪ 当房屋高度较大时，柱
间支撑应分层设置；
▪ 端部柱间支撑考虑温度
应力影响宜设置在第二 柱间。
.
1.3 刚架设计 ❖ 1.3.1 荷载及荷载组合 ❖ 1.3.2 刚架的内力和侧移计算 ❖ 1.3.3 刚架柱和梁的设计
.
1.3.1荷载及荷载组合
➢ 永久荷载：包括结构构件的自重和悬挂在结构上 的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、 吊顶、墙面构件和刚架自重等。
➢ 可变荷载：屋面活荷载 、屋面雪荷载和积灰荷载 吊车荷载 、地震作用 、风荷载。
.
荷载组合原则：
▪ 屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者
中的较大值；
▪ 积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大
4.构件的抗弯刚度、抗 扭刚度比较小，结构 的整体刚度也比较柔。
1.1.3 门式刚架结构的应用情况
1.我国门式刚架设计规程：《门式刚架轻型房屋钢 结构技术规程》(CECS102:2002) 2.应用范围：轻型厂房、物流中心、大型超市、体 育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。 3.应用规模：国内每年有一千万平方米的轻钢结构 建筑物竣工。
重量轻 工业化程度高、施
工周期短 柱网布置灵活 综合经济效益高
门式刚架结构性能：
1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、 隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量， 同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。
2.门式刚架的梁、柱多 采用变截面杆件，可 以节省材料。
3.组成构件的杆件较薄， 对制作、涂装、运输、 安装的要求高。
正在建设中的多层轻钢结构厂房
压型钢板外墙板
1.1.1 门式刚架结构的组成
主要承重骨架－门式刚架 檩条、墙梁 －冷弯薄壁型钢 屋面、墙面 －压型金属板、彩钢夹芯板 屋面及墙面保温芯材 －聚苯乙烯泡沫塑料、
聚氨酯泡沫塑料、岩棉等 支撑 －屋面支撑、柱间支撑
单层轻型钢结构房屋的组成
1.1.2 门式刚架结构的特点
工程实例一：
青岛南车集团，2004年4月投资新建了一座轻 钢结构生产车间，建筑面积5000平方米。于2004年 7月竣工。主体结构采用轻型单跨门式刚架形式， 吊车最大起重量为20吨，中级工作制。
为使立面效果简洁美观，屋面采用有组织内排 水形式。外墙面和屋面板均采用双层压型钢板，两 层压型钢板之间放置了耐火性能较好的岩棉保温隔 热层。
1.1 概述 1.2 结构形式和布置 1.3 刚架设计 1.4 压型钢板设计 1.5 檁条设计 1.6 墙梁设计 1.7 支撑及构造设计
1.1 概述
轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有 以下技术特征： 1.结构构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用 建筑空间，降低房屋的高度，建筑造型美观。 2.门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以 组装，为制作、运输、安装提供了有利条件。 3.屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/51/10，是一种经济可靠的结构形式。
值同时考虑；
▪ 施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以
外的其他荷载同时考虑；
▪ 多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定； ▪ 当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同
墙梁布置实例
.
3.屋面支撑和刚性系杆的布置原则：
▪ 在每个温度区段或分期建设的区段中，应分
别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
▪ 在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横
向支撑，以构成几何不变体系。
▪ 端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二
个开间。
.
4.柱间支撑的布置原则：
▪ 柱间支撑的间距应根据
吊车梁
天窗架
山墙抗风柱
正在建设的门式刚架工程实例
轻钢结构工业厂房
工程实例二： 青岛永源体育用品有限公司加工车间，是由韩
国投资建设的2万平方米轻钢结构多层工业厂房。
主体结构采用轻钢结构框架体系。楼面板采用 钢－混凝土组合楼板。
屋面板采用压型钢板，波浪造型的轻钢结构屋 面梁轻盈、活泼，克服了工业建筑造型单一、立 面造型呆板的缺点。
5.变截面刚架与等截面刚架的对比:
▪ 柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图
形附合较好，受力合理、节省材料。
▪ 变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等
截面方便。 6.柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
刚接柱脚详图
变截面梁
刚接柱脚门式刚架
铰接柱脚详图
变截面梁、柱
铰接柱脚门式刚架
刚接柱脚工程实例
加劲板 地脚螺栓
等截面 刚架柱变截面 刚架梁来自1.2 结构形式和结构布置
1.2.1 门式刚架的各种结构形式 门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式
按跨度可分为单跨、双跨和多跨。按屋面坡脊 数可分为单坡、双坡、多坡屋面。
结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位 及建筑尺寸等因素
.
单跨单坡 摇摆柱 多跨（中间摇摆柱）
四坡双跨
单跨双坡 多跨（梁柱刚结）
高底跨
双坡双跨
门式刚架的各种结构形式
.
摇摆柱梁柱节点 铰接连接
梁柱节点 刚性连接
.
1.2.2 门式刚架的结构布置
1.刚架的建筑尺寸和布置 跨度：一般为9-24m 高度：取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取 4.5-9m 柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求 等因素，宜取6m、7.5m、或9m 挑檐长度：根据使用要求确定，宜为0.5—1.2m 温度分区 ：纵向温度区段<300m 横向温度区段<150m
.
2.檩条和墙梁的布置 檩条：应等间距布置。在屋脊处，应沿 屋脊两侧各布置一道檩条，使得屋面板 的外伸宽度不要太长(一般小于<200mm)， 在天沟附近应布置一道檩条，以便于天 沟的固定。确定檩条间距时，应综合考 虑屋面材料、檩条规格等因素按计算确 定。
屋面檁条布置 实例
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屋面檁条布置实例
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墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、 遮雨篷等构件和围护材料的要求。
4.轻型门式刚架的适用范围及截面形式： (1).屋面荷载较小，横向跨度为9～24m，柱高为
4.5～9m， (2).没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。 (3).当厂房横向跨度不超过15m，柱高不超过6m时，
屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横向 跨度大于15m，柱高超过6m时，宜采用变截面刚 架形式。
房屋纵向受力情况及安 装条件确定，一般取 45~60m；
▪ 当房屋高度较大时，柱
间支撑应分层设置；
▪ 端部柱间支撑考虑温度
应力影响宜设置在第二 柱间。
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1.3 刚架设计 ❖ 1.3.1 荷载及荷载组合 ❖ 1.3.2 刚架的内力和侧移计算 ❖ 1.3.3 刚架柱和梁的设计
.
1.3.1荷载及荷载组合
➢ 永久荷载：包括结构构件的自重和悬挂在结构上 的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、 吊顶、墙面构件和刚架自重等。
➢ 可变荷载：屋面活荷载 、屋面雪荷载和积灰荷载 吊车荷载 、地震作用 、风荷载。
.
荷载组合原则：
▪ 屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者
中的较大值；
▪ 积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大
4.构件的抗弯刚度、抗 扭刚度比较小，结构 的整体刚度也比较柔。
1.1.3 门式刚架结构的应用情况
1.我国门式刚架设计规程：《门式刚架轻型房屋钢 结构技术规程》(CECS102:2002) 2.应用范围：轻型厂房、物流中心、大型超市、体 育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。 3.应用规模：国内每年有一千万平方米的轻钢结构 建筑物竣工。
重量轻 工业化程度高、施
工周期短 柱网布置灵活 综合经济效益高
门式刚架结构性能：
1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、 隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量， 同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。
2.门式刚架的梁、柱多 采用变截面杆件，可 以节省材料。
3.组成构件的杆件较薄， 对制作、涂装、运输、 安装的要求高。
正在建设中的多层轻钢结构厂房
压型钢板外墙板
1.1.1 门式刚架结构的组成
主要承重骨架－门式刚架 檩条、墙梁 －冷弯薄壁型钢 屋面、墙面 －压型金属板、彩钢夹芯板 屋面及墙面保温芯材 －聚苯乙烯泡沫塑料、
聚氨酯泡沫塑料、岩棉等 支撑 －屋面支撑、柱间支撑
单层轻型钢结构房屋的组成
1.1.2 门式刚架结构的特点
工程实例一：
青岛南车集团，2004年4月投资新建了一座轻 钢结构生产车间，建筑面积5000平方米。于2004年 7月竣工。主体结构采用轻型单跨门式刚架形式， 吊车最大起重量为20吨，中级工作制。
为使立面效果简洁美观，屋面采用有组织内排 水形式。外墙面和屋面板均采用双层压型钢板，两 层压型钢板之间放置了耐火性能较好的岩棉保温隔 热层。